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本论文采用电容去离子技术,研究阳离子表面活性剂改性活性炭电极对地下水中的砷的吸附影响。先比较了不同种类活性炭电极的电化学性能和对砷离子的去除率,发现比表面积较高的粉末活性炭(PAC)所制备的电极对砷离子的去除率和电化学性能均优于椰壳基活性炭(YK-AC)、木质基活性炭(MZAC)、矿物质基活性炭(KWZ-AC)所制备的电极,说明粉末活性炭(PAC)更适合用来作为CDI电极的原材料。根据比选结果,可知粉末活性炭PAC所制备的电极性能更佳。在此基础上,继续研究了KOH、CPC、CTAC对PAC电极电化学性能的影响。实验结果表明,KOH-PAC-3M/3h电极在KOH改性PAC电极中,比电容最高,较未改性PAC电极(46 F/g),电极比电容提升37%。CTAC-PAC-1mm/12h电极在CTAC改性PAC电极中,比电容最高,较未改性PAC电极(46 F/g),电极比电容提升45%。CPC-PAC-1mm/5h电极在CPC改性PAC电极中,比电容最高,较未改性PAC电极(46 F/g),电极比电容提升38%。为了进一步提升改性活性炭电极的电化学性能,在电极制备过程中添加不同含量的导电炭黑(CB)和聚偏氟二乙烯(PVDF),研究电极制备比例(CB/PVDF/AC)对KOH-PAC-3M/3h、CP C-PAC-1mm/5h、CTAC-PAC-1mm/12h电极的电化学性能影响。实验结果表明,按CB/PVDF/KOH-PAC=15/10/75,CB/PVDF/CPC-PAC=15/5/80,CB/PVDF/CTA C-PAC=15/5/80比例所制备的改性活性炭电极电化学性能最好,其电极比电容较未改性的PAC电极(46 F/g),分别上升143%、169%、143%,电极电化学性能较未调整电极制备比例前,性能大幅上升。在砷吸附实验中,CB/PVDF/CPC-PAC-15/5/80、CB/PVDF/CTAC-PAC-15/5/80电极对砷离子的去除率较PAC电极,均提升29%,说明经阳离子改性剂改性及电极制备比例调整,电极比电容和电极对砷的去除率均有提升。CB/PVDF/KOH-PAC-15/10/75电极对砷离子的去除率较PAC电极下降,说明经KOH改性及电极制备比例调整,电极比电容大幅上升,但电极对砷的去除率却出现下降。综合比较其电极性能,可知CB/PVDF/CPC-PAC-15/5/80电极对砷离子的吸附效果和电化学性能均优于CB/PVD F/KOH-PAC-15/10/75电极和CB/PVDF/CTAC-PAC-15/5/80电极,且电极稳定性较好,适合用来作为CDI电极。根据比选结果,可知CB/PVDF/CPC-PAC-15/5/80电极性能最好。将CB/P VDF/CPC-PAC-15/5/80电极,组装成CDI组件,研究CDI的操作条件对电极除砷性能的影响。实验结果表明,在进水As(III,V)浓度100μg/L,运行流量5mL/min;电极间距2 mm;操作电压1.8 V时,电极对水中砷离子的去除率最高,达93%,出水砷浓度控制在10μg/L以下,符合生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)中关于砷浓度的限定。